作為美國(guó)能源部科學(xué)辦公室領(lǐng)導(dǎo)下的10個(gè)國(guó)家實(shí)驗(yàn)室之一，斯坦福直線加速器中心國(guó)家加速器實(shí)驗(yàn)室（SLAC）是探索前沿科學(xué)問題當(dāng)之無愧的領(lǐng)導(dǎo)者。
從亞原子粒子到物質(zhì)結(jié)構(gòu)和功能的研究，再到對(duì)宇宙本質(zhì)的探索，SLAC一直致力于用科學(xué)設(shè)施揭開科學(xué)奧秘，從而潛在地提升人類生活質(zhì)量。
多樣化的科學(xué)使命
SLAC位于美國(guó)西部加利福尼亞州著名的斯坦福大學(xué)內(nèi)，由有著“西部哈佛”之稱的斯坦福大學(xué)進(jìn)行管理。
1962年，作為世界上最長(zhǎng)最直的建筑——直線粒子加速器在斯坦福大學(xué)西部丘陵動(dòng)工。這一項(xiàng)目最早被稱為“M項(xiàng)目”，又被科學(xué)家們親切地叫做“怪物（Monster）”。科學(xué)家利用它將電子加速到接近光速，來進(jìn)行亞原子粒子的研究。
斯坦福大學(xué)將土地租給聯(lián)邦政府用于建造加速器中心，并為項(xiàng)目提供智力支持，從而打造了一種富有創(chuàng)造力和獨(dú)特的合作關(guān)系并延續(xù)至今。也正是這種關(guān)系，使美國(guó)能源部為項(xiàng)目提供財(cái)力和管理上的幫助成為可能。
SLAC目前由5個(gè)科學(xué)理事會(huì)和1個(gè)基礎(chǔ)設(shè)施及安全理事會(huì)組成。
其中，5個(gè)科學(xué)理事會(huì)分別為加速器理事會(huì)、直線加速器相干光源（Linac Coherent Light Source，LCLS）理事會(huì)、粒子物理及天體物理學(xué)理事會(huì)、光子科學(xué)理事會(huì)、斯坦福同步輻射光源（Stanford Synchrotron Radiation Lightsource，SSRL）理事會(huì)。而其中LCLS和SSRL兩個(gè)部門也同時(shí)作為用戶設(shè)施，對(duì)來自全世界的科學(xué)家開放。
SLAC這樣描述自身的任務(wù)：成為全球第一的光子科學(xué)實(shí)驗(yàn)室；保持作為世界領(lǐng)先加速器實(shí)驗(yàn)室的地位；追求粒子物理、天體物理和宇宙學(xué)方面的戰(zhàn)略項(xiàng)目。
SLAC的研究旨在用最快的速度和最高的能量，在最小和最大的時(shí)間與空間尺度內(nèi)，探索物質(zhì)的結(jié)構(gòu)和動(dòng)力，以及能量的特性。這些研究既能夠解決主要的科學(xué)問題，又能從技術(shù)層面上滿足社會(huì)需求。
這樣的任務(wù)定位直接表現(xiàn)為SLAC科學(xué)使命的多樣化：從最初聚焦于粒子物理和加速器科學(xué)，發(fā)展到后來關(guān)注宇宙學(xué)、材料科學(xué)、環(huán)境科學(xué)、生物學(xué)、化學(xué)以及可替代能源等多領(lǐng)域研究。
數(shù)以千計(jì)的科學(xué)家們還利用這里的實(shí)驗(yàn)室設(shè)備進(jìn)行更為廣泛的實(shí)驗(yàn)——從考古學(xué)到藥物研發(fā)、工業(yè)應(yīng)用，甚至分析恐龍化石和藝術(shù)品。
近半個(gè)世紀(jì)以來，SLAC一直從事自然界基本規(guī)律的探索，取得了許多重大發(fā)現(xiàn)，揭示了自然界的秘密。SLAC已由主要從事粒子物理研究的實(shí)驗(yàn)室逐步發(fā)展成為一個(gè)從事天體物理、光子科學(xué)、加速器和粒子物理等多學(xué)科研究的綜合實(shí)驗(yàn)室。
SLAC有歷史，也有現(xiàn)在。
過去，它建造了世界上最長(zhǎng)的粒子加速器，創(chuàng)立了北美洲第一個(gè)網(wǎng)站；如今，6名科學(xué)家通過在SLAC完成的工作獲得諾貝爾獎(jiǎng)的殊榮，每年以實(shí)驗(yàn)室研究為基礎(chǔ)公開發(fā)表的科學(xué)論文高達(dá)1000多篇。
X射線的殿堂
2012年，曾擔(dān)任SSRL實(shí)驗(yàn)室副主任的Chi-Chang Kao接替粒子物理學(xué)家Persis Drell，正式接掌SLAC。某種意義上講，SLAC完成了從單純粒子物理學(xué)實(shí)驗(yàn)室向著重于X射線研究的綜合實(shí)驗(yàn)室轉(zhuǎn)變的重要一步。
對(duì)科學(xué)家們來說，X射線是最為有用的科學(xué)“武器”，它能很好地幫助研究人員確定分子與材料的性能與結(jié)構(gòu)。
而提及X射線，就不能不說SLAC兩大“看家寶”——LCLS和SSRL。它們每年吸引著數(shù)千名來自大學(xué)、工業(yè)界和實(shí)驗(yàn)室的研究人員。
2009年4月，LCLS在SLAC誕生。這個(gè)巨型激光器長(zhǎng)130米，每次啟動(dòng)裝置需花2小時(shí)。該裝置建成耗時(shí)3年，而從計(jì)劃提出到完成開工準(zhǔn)備幾乎歷時(shí)10年。
為了滿足各種應(yīng)用需求，LCLS的輸出可以在原子、分子和光子科學(xué)領(lǐng)域的不同設(shè)備之間進(jìn)行切換�？茖W(xué)家利用LCLS對(duì)運(yùn)動(dòng)中的分子和原子進(jìn)行靜態(tài)圖片拍攝，并解釋化學(xué)、技術(shù)和生命本身的基本過程。
其實(shí)，LCLS在建成的一年時(shí)間內(nèi)并未發(fā)表科研成果，但卻一直被視為激光領(lǐng)域“質(zhì)的飛躍”或“里程碑式的杰作”。因?yàn)槠渫耆煌谶^去的激光器：這是國(guó)際上最早提出的第四代光源之一，也是世界上第一個(gè)發(fā)射硬X射線的自由電子激光器。
1973年，斯坦福同步輻射工程（Stanford Synchrotron Radiation Project，SSRP）啟動(dòng)，在正負(fù)電子加速環(huán)SPEAR的基礎(chǔ)上建設(shè)同步輻射實(shí)驗(yàn)設(shè)施。SSRP于1977年竣工，成為SSRL。
SSRL為科學(xué)家們提供了高亮度的X射線，使他們得以開展更為廣泛的研究——在分子和原子尺度上對(duì)物質(zhì)進(jìn)行探索。其研究目標(biāo)進(jìn)一步拓展為能源科學(xué)、人體健康、環(huán)境清潔、納米技術(shù)、新材料技術(shù)及信息技術(shù)等等。作為美國(guó)能源部科學(xué)辦公室資助的5個(gè)“光源”之一，其研究成果使有關(guān)美國(guó)經(jīng)濟(jì)的各個(gè)部門受益。同時(shí)，它還提供了獨(dú)特的教育功能，是國(guó)家未來科學(xué)力量的重要訓(xùn)練基地。
SSRL是當(dāng)之無愧具有開創(chuàng)性意義的同步輻射裝置，在科學(xué)發(fā)現(xiàn)、技術(shù)創(chuàng)新和用戶支持方面功不可沒。如今，即便是邁入第5個(gè)十年，它依舊可以為科學(xué)發(fā)現(xiàn)發(fā)光發(fā)熱，并以良好的狀態(tài)迎接下一個(gè)十年。■